הסיבות השכיחות לפריקה חלקית במערכות חמות כוללות: נוכחות של פערי אוויר או חללים בתוך חומר הבידוד או בממשקים; חלוקת שדה חשמלית לא- אחידה (כגון "אפקט הקצה"); חדירת לחות או הזדקנות של הבידוד; מגע גרוע בממשקים בין מדיות דיאלקטריות שונות; ושאריות זיהומים הנובעים מתהליכי הייצור או ההרכבה. בין הגורמים הללו, פערי אוויר וריכוז שדה חשמלי הם שני הטריגרים העיקריים.
1. פערי אוויר או פגמים בטלים (הסיבה השכיחה ביותר)
אם קיימות בועות זעירות או חללים בתוך שכבות הבידוד של מוטות חימום, כבלים או מחברים-בהינתן שהקבוע הדיאלקטרי של האוויר נמוך משמעותית מזה של חומרי בידוד מוצקים-עוצמת השדה החשמלי בתוך מרווחי האוויר הללו תעלה בחדות בהשפעת שדה חשמלי מופעל. זה גורם לפער להגיע תחילה לחוזק הפירוק הדיאלקטרי שלו, ובכך לעורר פריקה חלקית.
תרחישים אופייניים: עציץ סיליקון לא מספיק; לכידת אוויר במהלך הזרקה של מוטות חימום.
ביטויים: פריקה חלקית מזוהה מיד עם התקנת מערכת חדשה, או שרמות הפריקה גבוהות באופן חריג בשלבי הפעולה הראשוניים.
מנגנון מפתח: ברגע שהגז בתוך מרווח האוויר הופך למיונן, הוא יוצר קשתות חשמליות זעירות השוחקות ללא הרף את חומר הבידוד שמסביב, ומרחיבות בהדרגה את היקף הפגם.
2. שדות חשמליים לא-אחידים ("אפקט הטיפ")
בקצוות של מוליכים, בקורות במסופי החיווט או בפינות החדות של עצמים זרים מתכתיים, השדה החשמלי הופך למרוכז מאוד, מה שמוביל לפריקת "קורונה".
מיקומים אופייניים: ליבות אלקטרודת מוט חימום חסרות שיוף; פסולת מתכתית נתקעת בתוך מחברים; חתכים לא אחידים או משוננים בשכבות מיגון כבלים.
ביטויים: אירועי פריקה מתרחשים בדרך כלל בסמוך לשיא המתח, ודפוס ה-Phase-Resolved Partial Discharge (PRPD) מציג התפלגות אופיינית של "אוזן ארנב-".
עיקרון פיזיקלי: על פי הנוסחה לחוזק שדה חשמלי, ככל שרדיוס העקמומיות קטן יותר, עוצמת השדה גבוהה יותר; זה הופך אותו לרגיש מאוד לחרוג מסף ההתמוטטות הדיאלקטרי המקומי.
3. חדירת לחות בידוד או הזדקנות
חדירת לחות או הזדקנות תרמית-לטווח ארוך של חומרים מובילים לירידה בביצועי הבידוד. זה מביא להפחתת החוזק הדיאלקטרי באזורים מקומיים, מה שהופך אותם לנטייה לפריקה חלקית גם תחת מתחי פעולה רגילים.
מנגנון חדירת לחות: בהשפעת שדה חשמלי, מולקולות מים מתפרקות ליצירת גז, ובכך יוצרות תעלות חדשות לבועות גז.
מנגנון הזדקנות: שכבות מיקה מתפרקות וג'ל סיליקון נסדק, ויוצרות פערים זעירים שבהם עלולה להתרחש פריקה חלקית.
ביטויים אופייניים: ירידה בו-זמנית בערכי ההתנגדות לבידוד ונוכחות פריקה חלקית; זה נצפה לעתים קרובות בסביבות -לחות גבוהה או בציוד שחרג מחיי השירות שלו.
4. קשר ממשק ירוד
בממשק בין חומרים לא דומים (למשל, בין מצע קרמי לאלקטרודת נחושת, או בין ג'ל סיליקון לבית מתכת), אם ההתקשרות חלשה או קיימים פערים זעירים, עלול להיווצר אזור "פוטנציאל צף", המעורר פריקה פני השטח.
נמצא בדרך כלל ב: הקצוות של מצעי DCB (Direct Bonded Copper) ומשטחי ההזדווגות בין מוטות החימום וחורי ההרכבה שלהם בתוך תבניות.
גורמי סיכון: מחזורי התרחבות והתכווצות תרמית עלולים להחמיר את ההפרדה בין הפנים, ולגרום לתופעת הפריקה להחמיר בהדרגה.
5. זיהום על ידי זיהומים או חפצים זרים
שבבי מתכת, סיבים או אבק המוכנסים במהלך תהליכי ייצור, הרכבה או תחזוקה יכולים לשמש כ"זרעים" לפריקה כאשר הם נתונים לשדה חשמלי במתח גבוה.-
שיטות-סיכון גבוהות: אי ניקוי נאות של הסביבה הסובבת בעת החלפת מוטות חימום באתר, או שימוש בתרכובות עציצים לא סטנדרטיות המכילות בועות אוויר כלואות.
ביטויים: הפריקה היא סטוכסטית בטבעה ועשויה להשתנות בעוצמתה בתגובה לרעידות או לשינויי טמפרטורה.
תיאור מקרה בתעשייה: מתקן להזרקת פלסטיק חווה פריקה חלקית מתמשכת-שגרמה לשחיקה של שלושה מוטות חימום בתוך תקופה של שלושה- חודשים-עקב שברי נחושת שנלכדו בתוך המחברים החשמליים.
